DE1932533A1

DE1932533A1 - Nietvorrichtung

Info

Publication number: DE1932533A1
Application number: DE19691932533
Authority: DE
Inventors: Summerlin Frederick Arthur
Original assignee: Aerpat AG
Current assignee: Aerpat AG
Priority date: 1968-07-02
Filing date: 1969-06-26
Publication date: 1970-08-06
Also published as: FR2012169A1; US3645125A; GB1268190A; DE6925425U

Description

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2/Am Münehen-Pullach, 24. Juni 1969

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AERPAT A.G., Alpenstrasse 14, 6501 Zug. Schweiz

Nie tvorri chtung.

Die Erfindung betrifft eine NietVorrichtung und insbesondere die Ausbildung der Schließeinrichtung einer derartigen Nietvorrichtung.

Unter den Begriff "Niet" ist ein Befestigungsmittel zu verstehen, das aus einem Bolzen mit einem Kopf an dem einen Ende und einer oder mehrerer Befestigungsnuten an dem anderen Ende des Schaftes des Bolzens und von dem Kopf entfernt aufweist. Weiterhin ist ein Schließring vorgesehen, der über den Schaft des Bolzens passt und der während des Setzvorganges in die Befestigungsnuten zur festen Verbindung mit dem Bolzen einge-r presst wird.

Derartige, im folgenden als Nieten bezeichnete Befestigungsbol zen werden mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeuges gesetzt, das mit einer Greifeinrichtung (beispielsxveise einem Backenpaar) , die einen Abschnitt des über die Befθ stigungsm.it en vor-stehenden Schaftes des Bolzens ergreift und ©ine ringförmige Schließeinrichtung aufweist, die mit einer öffnung siur Aufnahme· des Schließringes ausgerüstet ist. Der Bolzen wird in die miteinander ausgerichteten Bohrungen der miteinander zu verbindenden Werkstücke eingeschoben, so daß der ICopf an-ei« ner Werkstückoberfläche anliegt. Der Schließring wird im Ba- reich dsr Befsstigungsnuten, das heiBt as dam Abschnitt des

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Schaftes, der über die andere Seite der Werkstücke hervorsteht, angeordnet, so daß der Schließring an der anderen Oberfläche der Werkstücke anliegt. Dann erfolgt die Terbindung mit dem Setzwerkzeug mit dem entsprechenden hervorstehenden Abschnitt des Schaftes, wobei der zu ergreifende Abschnitt des Schaftes durch die öffnung der ringförmigen Schließrichtung hindurchgeht und durch die Greifeinrichtung ergriffen wird, während die Schließeinrichtung den Schließring aufnimmt und an diesem anliegt. Wenn das Setzwerkzeug betätigt wird (beispielsweise auf hydraulischem Wege), wird die Greifeinrichtung in Bezug auf die Schließeinrichtung zurückgezogen. Der Kopf des Bolzens wird stramm gegen die entsprechende Oberfläche der Werkstücker gezogen, und der Schließring wird entsprechend fest gegen die andere Oberfläche u.zw. durch die Schließeinrichtung gedrückt. Dieser Druck der Schließeinrichtung nimmt solange zu bis der Schließring verformt wird und die Schließeinrichtung über diesen Schließring passt, so daß der Schließring mit den Befestigungsnuten des - Bolzenschäftes verbunden wird.

Derartige Nieten und Setzwerkzeuge sind dem auf diesem Gebiet arbeitenden Fachmann bekannt.

Die vorliegende Erfindung ist auf die Schaffung eines derartigen Nietwerkzeuges mit einer Schließeinrichtung gerichtet, die eine öffnung zur Aufnahme des Schließringes aufweist, wobei der Schließring mit den Bolzen verbunden wird. Dieses Nietwerkzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung ein Gegenlager aufweist, das von der_vEintrittsseite der öffnung entfernt liegt usd den bereits vollständig gesetzten Schließring darau .hindert, daß er gans in die öffnung eintritt.

In -VoTt-SiIhSfter Weis© ist dieses Nietwerkzeug, das ©in vpn dem Eintrittsende der öffnung entfernt angeordnetes Gegenlager aufweist» über das der Schließring nicht hinausgeschoben warden iann_? derart ausgestaltet, daß* wann" der Bcfeli vollständig-gesetzt isst und das ein©~.$bde'---'<dtä«elfttn& mit-

Gegenlager im Eingriff steht, das gegenüberliegende Ende des gesetzten Schließringes über das Eintrittsende der öffnung der Schließeinrichtung vorsteht.

Als besonders güngstig hat sich herausgestellt, das Gegenlager in Form einer ringförmigen Schulter auszubilden, die in die genannte öffnung hineinragt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind Querschnitte durch die Schließeinrichtung und angrenzende Teile eines an einem Werkzeug angeordneten Niet dargestellt. Die Figuren 1 bis 2 dienen weiterhin der Erläuterung der vorliegenden Erfindung im Unterschied zu dem bekannten Stand der Technik.

Es zeigt:

Fig. Λ einen Niet, der zur Verbindung zweier Bleche normaler Stärke angeordnet ist, wobei eine Schließeinrichtung nach dem Stand der Technik *verwendet wird;

. Fig. 2 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung jedoch mit verhältnismäßig weichen, bereits verformten Blechen;

'Fig. 3 wiederum eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht jedoch mit einer Schließeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4- eine Ansicht der Einrichtung nach Fig. 3 mit einem in verhältnismäßig weichen Blechen gesetzten Niet; -

Fig. 5 das vordere Ende eines NietWerkzeuges nach der Erfindung im vergrößerten Maßstab.

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Der ii den rig. 1, 2 und 4 dargestellte bekannte Niet besteht aus einem Bolzen 11 und einem Schließring 12. Der Bolzen 11 setzt sich ais einem Schaft und einem Kopf 13 an dem Ende des Schaftes zusammen. Angrenzend an den Kopf ist der Schaft mit einem ebenen Abschnitt 14 ausgerüstet, und an diesen schließen sich eine Reihe von Befestigungsnuten 15 an· Über den Befestigungsnuten befindet sich eine Sollbruchstelle 16, und an diese Sollbruchstelle schließen sich schließlich eine Anzahl von Nuten 17 zur Verbindung mit der Greifeinrichtung an. ,

Das in den figuren 1 und 2 dargestellte bekannte Nietwerkzeug besteht aus einem am Ende einer äußeren Hülse 19 ausgebildeten ringförmigen Schießeinrichtung 18. Die Hülse .19 ist an dem Kopf eines hydraulischen Werkzeuges befestigt. Die Schließeinrichtung 18 ist mit einer ringförmigen Stirnfläche 20 und einer geneigten öffnung 21 (Fig. 1 und 2) ausgerüstet. Die ringförmige Stirnfläche 20 umgibt das äußere oder Eintrittsende der öffnung 21. Die Greifeinrichtung besteht aus einem Backenpaar 22, deren inneren !flächen mit Rillen zum Eingriff mit den Nuten 17 des Schaftes ausgerüstet sind. Die äußeren Flächen der Bakken sind geneigt und wirken mit entsprechend geneigten inneren Wänden. 23 an dem Ende einer inneren Hülse 24 zusammen, die an dem Zugteil des hydraulischen Werkzeuges befestigt ist. (Die Feder- und Rückführeinrichtung der Backen ist in den Fig. 1 bis 4 nicht dargestellt.) Im Betrieb wird der Bolsen durch die miteinander ausgerichteten Bohmgen 25 in den miteinander zu verbindenden Metallblechen 26 eingeschoben, und der Schließring 12 wird (im nichtverformten Zustand, in dem er im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und ein geringförmig vergrößertes und mit einer Fase versehenes Ende aufweist, das von. dem Eintritt sende der öffnung 21 aufgenommen wird) über den Befestigungsnuten 15 auf dem entsprechenden Abschnitt des Schaftes angeordnet. Dann wird das Werkzeug an dem Schaft befestigt, so daß das Ende des Schaftes zwischen den Backen 22 liegt.

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Die Backen ergreifen dieses Ende und das am weitesten außen gelegene Ende der Öffnung 21, das an das Eintrittsende dersel-ben angrenzt, stellt mit dem Ende des Schließringes in Berührung. Das hydraulische Werkzeug wird nun betätigt, um die innere Hü se 24 relativ zu der äußeren Hülse zurückzuziehen (sh. die'Pfeile in den Fig. 1, 2 und 4). Die Backen 22 ziehen den Bolzen, so daß der,Kopf 13 fest und stramm an die entsprechende Oberfläche der Werkstücke,gepresst wird. Der Schließring 12 wird ebenso stramm und fest an die andere Oberfläche der Werkstücke gedrückt. Die Bleche 26 nehmen diese Druckkraft auf, und wenn der nach innen gerichtete Zug an den Backen 22- in Bezug auf die Schließeinrichtung zunimmt, bewirkt die folgende Erhöhung der Druckkraft auf den Schließring zwischen der Fläche der Bleche an dem einen Ende und der geneigten Öffnung der Schließeinrichtung an dem anderen Ende, daß der Schließring verformt wird. Die geneigte Öffnung wird über die Außenseite des Schließringes geschoben, wodurch der genannte Eingriff mit den Befestigungsnuten 15 des Schaftes hergestellt wird. .

Wenn die Stirnfläche 20 der Schließeinrichtung die Fläche der Werkstücke erreicht, findet keine weitere Bewegung statt, da die Fläche den Druck zwischen dem Kopf 13 und der Stirnfläche 20 aufnehmen. Die Druckkraft wird aber weiterhin bedingt durch die Betätigung des hydraulischen Werkzeuges erhöht. Eine weitere Verformung des Schließringes findet nicht statt. Diese Stellung ist in Fig. 1 veranschaulicht. Die Zugspannung des Schaftes nimmt dann weiterhin solange zu, bis der Schaft im Bereich der Sollbruchstelle 15 abreißt. ·

Ein derartiges Setζverfahren ist in Verbindung mit einem entsprechenden Nietwerkzeug bekannt.

.Das Arbeiten in der vorstehend genannten Weise erfordert, daß die durch den Niet miteinander zu verbindeiöen Bleche der Be-

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lastung durch die Druckkraft einen entsprechenden Widerstand entgegenbringen. (Diese Belastung findet zwischen der Stirnfläche 20 und der entsprechenden Fläche des Bolzenkopfes 13 statt.) Diese erforderliche Widerstandskraft muß mindestens gleich der Bruchlast des Bolzens im Bereich der Sollbruchstelle abzüglich eines durch das Aufschieben der öffnung der Schließ einrichtung auf den gesetzten Schließring 12 bedingten Widerstandskraft sein. Diese Widerstandskraft ist aber verhältnismäßig gering. Hierdurch ist bedingt, daß weiche Bleche nicht ausreichend befestigt werden können, da die in Fig. 2 dargestellten Nachteile auftreten. Aus dieser Figur ist zu ersehen, daß, obwohl noch kein Bruch an der Sollbruchstelle 16 erfolgt ist, die Bleche aufgrund der Druckkraft zwischen der Stirnfläche 20 und den Kopf 13 zusammengedrückt worden sind j wobei ein weiteres Einziehen des Bolzens in die Schließein- ■■ \ richtung erfolgt ist. Der Schließring 12 hat sich hierbei durch das innere, schmale Ende der öffnung 21 hindurchbewegt, wobei ein Standpressen oder Tiefziehen erfolgt ist. i-

Die Schließeinrichtung nach der folgenden Erfindung, die die vorstehend genannten Nachteil, e überwindet, ist in Fig. 3 dargestellt. Im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung nach Fig. 1, ist die öffnung der Schließeinrichtung nach der Erfindng so ausgestaltet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Diese öffnung ist in Bezug auf die bekannte Vorrichtung verlängert.. Obwohl die Gestalt der öffnung 21a dieser Schließeinrichtung im wesentlichen derjenigen der Fig. 1 entspricht, ist diese Schließeinrichtung an ihrem inneren, schmäleren Ende mit einer nach innen vorstehenden Schulter 27 ausgerüstet, durch die eine ringförmige Fläche 28 geschaffen wird, die dem EintritiB-ende der Schließeinrichtung gegenüber-liegt. Hierdurch wird ein Gegenlager in der öffnung geschaffen, welches zwangsläufig eine weitere Bewegung des Schließringes in diese öffnung hinein verhindert. In Fig. 4 ist die Stellung gezeigt, die ^ eingenommen wird, wenn der Schließring vollständig gesetzt

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ist (d.h., .gerade bevor ein Bruch an der Sollbruchstelle erfolgt). In diesem, in Fig. 4 dargestellten Fall, erfolgte auf eine Verbindung zweier weicher Bleche, die denjenigen der Darstellung der Fig. 2 entsprechen." Es ist zu beachten, daß die ringförmige Schulter 27 ein vollständiges Eindringen des bereits gesetzten Schließringes 12 in die öffnung der Schießeinrichtung verhindert. Der Abstand zwischen der ringförmigen Fläche 28 der Schulter 27 und der Stirnfläche 20a der Schlaießeinrichtung ist etwas größer gewählt als die axiale Länge des vollständig gesetzten Schließringes 12 (sh.Fig. 4). Auf diese Weise kann die Stirnfläche 20a der Schließeinrichtung nicht an der entsprechenden Oberfläche der Werkstücke anliegen. Der Schließring 12 wird sicher an den Befestigungsnuten des Schaftes befestigt. Die Druckkraft der äußeren Hülse 19 des Nietwerkzeuges wird von der Ringfläche 28 der Schulter 27 und der entsprechenden Stirnfläche des gehetzten Schließringes 12 aufgenommen und auf diese Weise unmittelbar durch den Bolzen zu den Backen 22 und der inneren Hülse 24 geleitet. Wenn das Ende des gesetzten Schließringes einmal auf die ringförmige Fläche 28 der Schulter 27 getroffen ist, kann die auf die Bleche wirkende Druckkraft nicht mehr Susannen, wie es bei der Anordnung der Fig. 1 und 2 der Fall ist.

In Fig. 5 ist eine praktische Ausführungsform eines vorderen Endes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die durch ein hydraulisches Werkzeug betätigbar ist, dargestellt. (Die Bezugszeichen der Fig. 5, die denjenigen der Figuren 3 und 4 entsprechen, sind gleich denjenigen der Figuren 3 und 4- mit der Ausnahme, daß jeweils 100 addiert wurde, um einen Vergleich zu erleichtern). Das dargestellte vordere Ende besteht aus einer äußeren Hülse 119 mit einem Amboß 118, der einstückig mit diesem ,Ende ausgebildet ist. Das andere Ende ist zur Verbindung mit einem hydraulischen Werkzeug ausgebildet. Die äußere Hülse weist in der Nähe des von dem Amboß entfernt liegenden Endes einen nach außen vorstehenden Flansch 131 auf,

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der die axiale Druckkraft zwischen der äußeren Hülse und dem Körper des Werkzeuges aufnimmt. Der .Amboß 118 ist mit einer ringförmigen Stirnfläche 12Qa ausgerüstet, die wenig über die angrenzenden Abschnitte des Bodens der äußeren Hülse hervorsteht und das Eintrittsende 132 der Öffnung 121a des Ambosses umgibt. Die öffnung 121a besteht aus zwei ineinander übergehenden Abschnitten, einem geneigten Abschnitt 131 der an das Eintrittsende angrenzt und einem zylindrischen Abschnitt 134,

^- der von dem Eintritt sende entfernt liegt. An dem inneren Ende des zylindiisehen Abschnittes 131 ist eine ringförmige Schulter 127 mit einer ringförmigen fläche 128 ausgebildet, die in Richtung auf das Eintrittsend© der öffnung 121a gerichtet ist. Das unterste End© der inneren Hülse 124 ist mit einem Auswerfer 141 ausgerüstet, der in die öffnung 121a hineinragt, um den Amboß von dem gesetzten Schließring beim Rückhub des Werkzeuges zu befreien. Die genanrte innere Hülse 124 des dargestellten vorderen Endes weist weiterhin geneigte innere Wände 123 an dem an den Amboß angrenzenden Ende auf. Mit Rillen versehene Backen oder Klauen 122 (in angehobener Stellung in Fig. 5 dargestellt) sind durch Schraubenfedern in Richtung auf die geneigten Wände vorgespannt. Die Schraub©nfedera wirken über ein

k entsprechendes Abstützteil und eine Federführung 135. Das äußere Ende der Feder liegt an einer zweiten Federführung 136 an, die wiederum ein Distanzstück 137 an einem Springring 138 im Inneren der inneren Hüls© 124 gehalten wird· Oberhalb des Springringes 138 ist die innere Hülse 124 mit einem Gewinde 139 versehen, das zur Befestigung mit der Zugstange des hydraulischen Werkzeuges dient.

Es ist leicht einzusehen, daß es acglich ist, mit dem Nietwerkzeug, das einen Amboß aufweist, wie er in Fig.5 dargestellt ist, einen herkömmlichen Niet- oder Zugbolzen zu setzen, wobei ein Werkzeug verwendet wird, das mit Ausnahme der Ausbildung des Ambosses als bekannt bezeichnet werden kann. Durch diese besondere, von dem bekannten Stand der Technik abwei-

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chende Konstruktion ist das Verbinden sehr viel weicherer Bleche möglich, als es bisher der Fall war. Dies hat sich in der Praxis als wichtiger Vorteil herausgestellt.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Es ist zu beachten, daß der schmälste Abschnitt der Öffnung des Ambosses innerhalb der Schulter groß genug sein sollte, um sicherzustellen, daß das Auswerfende der inneren Hülse durch diesen Abschnitt hindurchgeht, um den Amboß von dem gesetzten Schließring zu befreien.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

- ίο - Pat ent an sprüche

1.) Nietvorrichtung mit einer Schließeinrichtung, die eine einen Schließring aufnehmende öffnung zum Setzen des Schließringes auf den Bolzen des Niets aufweist, dadurch g e k e η nz e i ch η e t , daß die öffnung(21a, 121a)ein Gegenlager(28, 128)aufweist, da$ von dem Eintrittsende der öffnung entfernt liegt, um ein vollständiges Eintreten des fertig gesetzten Schließringes (12)in die öffnung zu verhindern.

2.) Nietvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung(21a, 121a) mit dem Gegenlager(28, 120 derart ausgebildet ist, daß, wenn der Schließring(12)vollständig gesetzt ist und sein eines Ende an dem Gegenlager anliegt, das gegenüberliegende Ende des gesetzten Schließringes über das Eintrittsende der öffnung der Schließeinrichtung vorsteht.

3.) Nietvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager(28, 128)als ringförmige Schulter (27, 12? in der öffnung(21a, 121a)ausgebildet ist.

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L e e r s e i t e